在嵌入式設備開發中,往往需要保存一些掉電不易失性的數據,如果系統配置、用戶定制信息等等,如果增加額外的ROM IC,比如(基于I2C的24C02等等)往往會造成額外的PCB空間增大,硬件成本增加,降低產品的性價比。如果單從實用性來講,在stm32的系統中,諸如此類的應用,筆者推薦如下2個方法可以去嘗試和借鑒。
基于備份寄存器
原理:對于大容量的MCU系列來說,它有著42個16bit的備份寄存器,而中小容量的微處理器卻只有10個16bit的備份寄存器。以STM32F103C8T6為例,42個備份寄存器的地址偏移為:0x04~0x28,0x40~0xBC,共可以存儲84個byte數據。備份寄存器是依賴者備份電源的,當外界的VDD掉電,只要系統的VBAT能正常存在,那么Bakeup Domaain Registers的內容可以被正常保存起來。
軟件編程要點,以一個項目中常用的case為例:
功能初始化:
備份寄存器讀出:void BKP_WriteBackupRegister(uint16_t BKP_DR, uint16_t Data)
備份寄存器讀出:uint16_t BKP_ReadBackupRegister(uint16_t BKP_DR)
該方法使用簡單,清晰,但是由于總共的可以利用的空間少,故該方法只是適合于保存小批量的數據,如穿戴設備中用戶的常用配置數據。
基于內部閃存
原理:FLASH 存儲器又稱為閃存,它也是可重復擦寫的儲器。它分為 NOR FLASH 和 NAND FLASH,NOR FLASH一般應用在代碼存儲的場合,如嵌入式控制器內部的程序存儲空間;而 NAND FLASH 一般應用在大數據量存儲的場合,如U 盤以及固態硬盤等,一般都是 NAND FLASH 類型的。
在stm32芯片中,Flash的讀寫單位都是以“頁”為單位的,以STM32F103C8T6為例,它的每頁大小為2K bytes;
軟件編程要點
讀寫保護解除:使用這種方法前提是,當前讀和寫Flash的允許的,假設當前flash已經是允許寫的。所以暫時一些關于OptionBytes的操作和Flash的讀寫保護操作等API暫時不做討論。
FlashWrite:單個uint32_t數據的寫入簡易流程如圖:
FlashRead:對于單個int數據的讀出,比較簡單,通過下列語句完成:rdData= (*(__IOuint32_t *)dataAddr);
由于SW介入的API較多,并且有很多的額外的背景知識需要碼農去了解,使用該方法,相對比較復雜。但是由于保存數據以頁為單位,頁的大小可以多達2048bytes,所以該方法可以實用于保存掉電不易失的大數據。考慮到flash讀寫保護的邏輯機制,該方法最好在不考慮數據的安全性問題前提下,才使用這種方法。
對于諸如此類的掉電保護數據方法,這里僅僅是拋磚引玉,歡迎大家多多提出更好的方案。